發(fā)布時間：2019-07-27 09:15

【摘要】：主梁施工一直是山區(qū)大跨度懸索橋建設(shè)的重點和難點。本文以柔索結(jié)構(gòu)理論和非線性有限元理論為基礎(chǔ),緊密結(jié)合山區(qū)大跨度懸索橋軌索移梁新工藝工程實際,從新工藝整體受力體系分析出發(fā),對其空載找形和負載求解等關(guān)鍵問題進行了深入研究,最后通過整體模型試驗驗證了分析求解過程正確,并進一步論證了工藝整體可行。具體研究內(nèi)容和取得的成果為：1)從軌索移梁新工藝的工作機理出發(fā),用解析方法分析了雙層柔性懸索體系空載狀態(tài)下的受力狀態(tài)和變形協(xié)調(diào)關(guān)系,分別采用多段直線索單元和分段拋物線單元模擬軌索受力,主纜采用分段懸鏈線單元模擬,吊索采用兩節(jié)點直線索單元模擬,考慮吊索的彈性伸長,在軌索移梁體系的初始幾何狀態(tài)未知的情況下,由結(jié)構(gòu)變形后的位置建立平衡方程,通過假定軌索的初始力或初始位形進行迭代計算得到軌索的真實內(nèi)力和幾何形狀。簡化的計算分析過程可以達到足夠的精度,能夠被工程所采用。2)深入分析了軌索移梁新工藝移梁的工作機理,在移梁體系空載狀態(tài)建�；A(chǔ)上,用多個直線索單元模擬移梁小車所在的軌索節(jié)段,其他軌索節(jié)段采用單個直線索單元模擬,從體系受力和變形協(xié)調(diào)關(guān)系分析,用解析法分析了典型移梁工況作用下體系的內(nèi)力和變形協(xié)調(diào)關(guān)系,建立了解析方程并求解。3)以非線性有限元理論為基礎(chǔ),建立了軌索移梁體系整體有限元模型,模型中主纜采用分段懸鏈線模擬、吊索采用直線索單元模擬、軌索采用分段懸鏈線單元模擬,分析了空纜狀態(tài)、巖錨索張拉、軌索張拉、跨纜吊機移動、移梁小車就位、每個梁段架設(shè)安裝各工況下主纜線形和索力、吊索索力、軌索線形和索力、索塔偏位、巖錨索索力等體系響應(yīng)。4)根據(jù)相似原理,設(shè)計、制作和安裝了矮寨懸索橋整體試驗模型,建立了軌索移梁系統(tǒng)和測試系統(tǒng),對整體試驗模型安裝過程進行了論述,分析了軌索移梁方案實施過程,為實橋施工提供參考。模型試驗中主梁各施工階段主纜撓度、主纜及吊索內(nèi)力、軌索變形的計算值與實測值吻合良好,規(guī)律一致,驗證了計算方法正確,計算理論比較真實地反映了結(jié)構(gòu)的實際受力性能,結(jié)構(gòu)的變形等完全可用現(xiàn)有的計算理論控制,設(shè)計的測試系統(tǒng)測試精度能滿足試驗要求。5)在整體模型試驗基礎(chǔ)上,設(shè)置了巖錨索張拉裝置,分析了在空纜狀態(tài)、主梁施工、橋面系施工各狀態(tài)下的巖錨索受力,并優(yōu)化了張拉次序和時期,為實橋?qū)嶋H施工提供參考。6)分析了實橋塔梁分離式懸索橋受力特點,結(jié)合3對巖錨索的受力特點,在車輛最大活載效應(yīng)作用下,測試了索塔偏位、索塔彎曲應(yīng)力、主纜索力、吊索最大索力增量、主纜跨中撓度增量、鋼桁梁應(yīng)力、主桁梁撓度增量等項目,其結(jié)果基本都達到設(shè)計值,實測值與理論計算值吻合良好,校驗系數(shù)基本在0.9-1.0之間,論證了3對巖錨索的位置和索力值設(shè)置在車輛活載作用下是合理的。
【圖文】：

圖１．４四節(jié)點曲線索單元邐圖１．５五節(jié)點曲線索單元逡逑１．３．２兩節(jié)點曲線索單元逡逑兩節(jié)點曲線索單元可很好地反映豎向荷載作用對曲線形狀的影響，目前應(yīng)用較多逡逑

之邋１（化。逡逑２ｉｔｈ邋７２逡逑圖１．１兩節(jié)點直線索單元逡逑Ｊ邐邋０逡逑１０Ｇ邋Ｙ，邋Ｚ０逡逑化邋Ｙ：Ｚ，，）逡逑Ｙ邐２邋化邋Ｙ：左）Ｙ逡逑＼邐＼邐３化Ｙ，左）逡逑Ｚ邋１邋（也邋Ｖｉ邐＾邐１邋（ｕｉ邋Ｖｉ邋￥0＼．逡逑＾邋邐２（山六ｒ￣邐＊邋，．、逡逑２（Ｕｉ邋Ｖ？邋Ｗｊ）邐３（ｕ？邋Ｖｉ邋￥．）逡逑圖１．２兩節(jié)點曲線索單元邐圖１．３邋Ｈ節(jié)點曲線索單元＆逡逑０邋＾邐邐逡逑／邐１邋化邋ＹｉＺｉ＾邐／邐１邋戌邋Ｙ，０逡逑／邐＼邐／邐＼邋２ｆｔ邋Ｙ．邋ａ逡逑／邐＼＾成＼３邋化邋Ｙ，。逡逑｛邐，，邐化邋Ｙ．邋Ｚ０邐Ｙ邐化邋Ｖ．邐

本文編號：2519909